Lichtmanagement mit elektrochromer Verglasung

Komplexe Regelung elektrochromer Verglasung

In modernen Bürogebäuden ist im Allgemeinen eine hohe Tageslichtverfügbarkeit gewünscht. Große Fensterflächen reduzieren den Energiebedarf für künstliche Beleuchtung und ermöglichen Solargewinne im Winter. Gleichzeitig stellen sie eine Herausforderung in Bezug auf thermischen Komfort und die auftretende Kühllast im Sommer dar. Außerdem können große transparente Flächen die Arbeit am Bildschirmarbeitsplatz durch Direkt- oder Reflexblendung des Sonnenlichts behindern. Der Einsatz von elektrochromer Verglasung ermöglicht es, den Lichttransmissionsgrad der Fassade zu verändern und den jeweiligen Anforderungen an die Arbeitsplatzbeleuchtung anzupassen.

Im Living Lab smart office space wird eine elektrochrome Verglasung, die in drei horizontale Zonen unterteilt ist, eingesetzt. Jede Zone kann vier unterschiedliche Transmissionszustände aufweisen. Tritt an einem Arbeitsplatz Blendung auf, wird die Zone, die für die direkte Sonnenstrahlung verantwortlich ist, abgedunkelt. Die anderen Zonen werden so geregelt, dass die nötige Adaption des Auges möglichst gering ist und gleichzeitig eine gute Farbwiedergabe gegeben ist. Aber auch wenn visueller Komfort und Blendfreiheit hergestellt sind, kann aus Gründen der thermischen Behaglichkeit oder der Energiebilanz, insbesondere zu Spitzenzeiten der Kühllast im Sommer, ein weiteres Abdunkeln nötig sein.

Die Regelungsstrategie der verschiedenen Zonen ist daher eine komplexe Aufgabe. Im Rahmen einer Promotionsarbeit wird mittels maschineller Lernmethoden eine optimierte Regelung basierend auf HighDynamicRange-Imaging und Nutzer-Feedback entwickelt. Beim hier genutzten Reinforcement Learning wird der Regelungsalgorithmus mit Sensordaten sowie mit subjektiven Bewertungen zur visuellen und thermischen Behaglichkeit angelernt. Über die Zeit hinweg passt sich die Regelungsstrategie an die Nutzerpräferenzen an.